TWI728617B

TWI728617B - 離子交換樹脂、其製備方法以及其所形成的膜材

Info

Publication number: TWI728617B
Application number: TW108147341A
Authority: TW
Inventors: 范舒慈; 陳魏素美; 蘇一哲; 楊欣茹
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2021-05-21
Also published as: TW202116863A

Abstract

本揭露提供一種離子交換樹脂、其製備方法以及其所形成的離子交換樹脂膜材。實施例之一種離子交換樹脂由包含一架橋劑以及具有磺酸根離子的一離子化合物反應而成，其中該離子化合物是由具有所述磺酸根離子且分子結構末端為羥基或酸基的離子單體或離子聚合物與一環氧樹脂反應而成。其中，所述離子交換樹脂係為具有一網狀結構之離子交換樹脂。

Description

離子交換樹脂、其製備方法以及其所形成的膜材

本揭露係有關於離子交換樹脂、其製備方法以及其所形成的膜材，且特別係有關於一種低膨潤的離子交換樹脂、其製備方法以及其所形成的離子交換樹脂膜材。

近年來，因產業發展迅速，需用水量與日俱增，且伴隨全球氣候變遷與極端氣候事件頻傳，嚴重影響水資源的分布，使水旱災情更為嚴重。由於全球對淡水的需求越來越大，因此發展新興水源及提升再生水使用率具有急迫性，而各種新興的再生水技術開發已為各國之水資源發展重點，其中以水的脫鹽(desalination)最為重要與最具實用性且持續蓬勃進展。而水的脫鹽仍是以薄膜法為主要技術，若能掌控關鍵膜材技術，將可決定水再生與海水淡化模組系統之處理效能，因此開發低能耗高效率之新膜材已是未來技術研發趨勢。

電透析(ED,electrodialysis)技術是利用電場驅動的薄膜分離技術，在外加直流電場作用下，水中離子的移動是靠正負直流電來當吸引的驅動力，透過陽離子交換膜與陰離子交換膜對水中特定之陰、陽離子進行選擇之分離技術。電透析技術發展在操作上進流條件門檻較低、前處理較少、能耗與設置成本較低、維護較簡單，使用藥劑量較低，在使用膜材的脫鹽技術中，由於不是藉由壓力讓水通過薄膜，因此電透析系統相較於其他薄膜技術之操作壓力較低，也比使用壓力的系統較不容易造成薄膜積垢堵塞，而受到業者喜愛，可用來做為脫鹽、濃縮與純化等不同用途。倒極式電透析(Electro Dialysis Reversal，EDR)則是將電透析處理技術作進一步修正，其利用直流電正負極和內部導流之切換，藉以延長薄膜之使用壽命，初期主要應用在鹽水淡化、酸液濃縮及去除礦物質等方面，因為對離子的去除效果顯著，所以陸續許多業者利用倒極式電透析系統來處理金屬廢水。

然而，在使用倒極式電透析模組脫鹽過程中，離子交換膜材在結構上設計上，為了維持高性能之電化學性，會導入較多離子，當離子含量越高，容易造成膜材過度膨潤、膜材強度低、耐化性低，所以性能與物性無法兼顧。而膨潤性高的膜材，其尺寸安定性差，安裝在模組中操作一段時間後會有膨潤變形的問題，因此在操作過程中會有模組漏水現象，以至於脫鹽效能、水通量不足，甚至可能無法持續操作。

因此，開發一種具有低膨潤性特性的離子交換膜材，且可提升離子交換性能，是業者努力的重要目標之一。

本揭露之一些實施例提供一種離子交換樹脂，係由包含一架橋劑以及具有磺酸根離子的一離子化合物反應而成，其中該離子化合物是由具有所述磺酸根離子且分子結構末端為羥基或酸基的離子單體或離子聚合物與一環氧樹脂反應而成。其中，所述離子交換樹脂係為具有一網狀結構之離子交換樹脂。

本揭露之實施例亦提供一種離子交換樹脂膜材，其包括離子交換樹脂組成物；此外，離子交換樹脂膜材亦可包含一基材，其係將包含有離子交換樹脂的組成施加和固化於基材上。

本揭露之實施例亦提供一種離子交換樹脂的製備方法，包含：混合具有磺酸根離子的一離子單體或一離子聚合物、一環氧樹脂和溶劑，並加熱進行反應，以形成一第一混合溶液，其中所述離子單體或所述離子聚合物的分子結構末端為羥基或酸基，而形成的所述第一混合溶液包含具有所述磺酸根離子的一離子化合物；以及混合所述第一混合溶液與一架橋劑，以形成一第二混合溶液；以及對第二混合溶液進行交聯反應後，製得具有一網狀結構之離子交換樹脂。

為讓本揭露實施例之特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

本揭露提供一種離子交換樹脂、其製備方法以及包含其所形成的膜材。根據本揭露實施例，本揭露所述之離子交換樹脂包含一離子單體或一離子聚合物、一環氧樹脂以及一架橋劑，其中離子單體或離子聚合物的分子結構末端為羥基或酸基。一些實施例中，離子單體或離子聚合物先與一環氧樹脂反應，而形成具有多個架橋點的一離子化合物；再使此離子化合物與架橋劑進行交聯反應，以形成網狀結構的離子交換樹脂，提高其耐化性。再者，前述離子單體或前述離子聚合物係具有磺酸根離子，以適合應用做為離子交換膜之材料。因此，根據本揭露一些實施例，離子單體或離子聚合物是直接與其他單體反應而形成離子化合物(即離子分佈在高分子鏈段上)，並非形成化合物後再離子化。根據本揭露所提出的離子交換樹脂及其製備方法可以形成特性優異的膜材，例如形成的膜材具有平整且沒有破損的外觀，也通過了多項耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。特別是包含本揭露實施例所提出的離子交換樹脂的膜材，確實具有極低膨潤的特性，例如膜材的膨脹率至多在1%。一些實施例中，膜材的膨脹率在0.5%以下。再者，根據實施例所製得的膜材亦具有良好的離子選擇性和ED離子脫鹽率，因此適合作為離子交換膜之用，應用於模組操作中也不易因膨脹而變形。

以下，係說明本揭露之一些實施例的離子交換樹脂組成物、其製備方法以及包含其所形成的膜材。

根據本揭露實施例，本揭露提供一種離子交換樹脂。離子交換樹脂包含一架橋劑以及具有磺酸根離子的一離子化合物。一些實施例中，所述離子化合物是由具有磺酸根離子且分子結構末端為羥基或酸基的離子單體或離子聚合物與一環氧樹脂反應而成。

根據本揭露一些實施例，所述離子單體或所述離子聚合物佔40-80重量份，所述環氧樹脂佔15-25重量份，所述架橋劑佔5-15重量份。

根據本揭露一些實施例，係以具有磺酸根離子且分子結構末端為羥基或酸基的離子聚合物與一環氧樹脂反應，而形成離子化合物。一些實施例中，離子聚合物係具有式(I)所示結構，

其中，R、R’、R”獨立的為C₁-C₈烷基、C₃-C₈環烷基、C₆-C₁₀苯基、C₁-C₈烷氧基、C₁-C₈烷氧烷基、C₇-C₈苯氧基烷、或C₁-C₈醇醚；m為1-500的整數；n為1-500的整數。在此示例中，式(I)所述的離子聚合物例如佔40-80重量份，而環氧樹脂佔15-25重量份，架橋劑佔5-15重量份。

根據本揭露一些實施例，上述具有磺酸根離子的離子聚合物係為分子結構末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯。再者，在一些實施例中，磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-15000的範圍。例如，一些示例中，磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-14000的範圍。一些示例中，磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-13000的範圍。一些示例中，磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-12000的範圍。一些示例中，磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-11000的範圍。一些示例中，磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-10000的範圍。一些示例中，磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-9000的範圍。若磺酸鹽聚酯的重量平均分子量過高，則配製成塗料溶液時，可能因黏度太高而影響加工性能。若磺酸鹽聚酯的重量平均分子量過低，則製得之離子交換樹脂或膜材的物性可能較差。然而上述所列舉之磺酸鹽聚酯的重量平均分子量的數值範圍僅為舉例之用，並非用以限制本揭露，可依實際應用時產品所需之物性而做適當選擇。

根據本揭露一些實施例，上述離子單體或上述離子聚合物係由一二元醇或一三元醇或其混合物，與一酸酐或二酸反應所形成。

根據本揭露一些實施例，上述二元醇或三元醇係為乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、新戊二醇、乙二醇、二甘醇、三羥甲基丙烷、環己烷二甲醇、或上述之組合、或其他合適的二元醇或三元醇。

根據本揭露一些實施例，上述酸酐係選為馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、1,2,4-環己烷三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、對苯二甲酸、丙二酸、偏苯三酸酐、或上述之組合、或其他合適的酸酐。

根據本揭露一些實施例，上述與具有磺酸根離子且分子結構末端為羥基或酸基的離子單體或離子聚合物反應的環氧樹脂，其具有2個或2個以上的官能基。一些實施例中，離子單體或離子聚合物先與一環氧樹脂反應，可以形成具有多個架橋點的一離子化合物。之後使具有多個架橋點的離子化合物與架橋劑進行交聯反應時，可以使形成的離子交換樹脂的網狀結構更為緻密，進而提高成膜的耐化性。

一些實施例中，以具有3個官能基的一種環氧樹脂為例，如下式(2)表示。

一些實施例中，離子單體或離子聚合物與3個官能基的環氧樹脂進行反應後，所形成的具有多個架橋點的離子化合物可表示如下式(3)。

根據本揭露一些實施例，上述與離子單體或離子聚合物反應的環氧樹脂，其環氧當量為150~800克數/當量(g/eq)。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~750g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~700g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~650g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~600g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~550g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~500g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~450g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~400g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~350g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~300g/eq。一些其他的實施例中，環氧樹脂的環氧當量為150~250g/eq。

根據本揭露一些實施例，上述架橋劑為酚醛系、氨基系、二異氰酸酯系、或前述之組合。一些實施例中，氨基系的架橋劑包含美耐皿(Melamine)、一級銨鹽、二級銨鹽、或前述之組合。

再者，根據本揭露一些實施例，上述架橋劑具有2個或2個以上的官能基。架橋劑可與前述製得的離子化合物進行交聯反應，以形成網狀結構的離子交換樹脂，提高離子交換樹脂的耐化性。

一些實施例中，如上式(3)所形成的具有多個架橋點的離子化合物與架橋劑反應後，所形成的網狀結構的離子交換樹脂，可表示如下式(4)。其中，離子分佈在高分子鏈段上。

根據本揭露一些實施例，提出一種離子交換樹脂的製備方法，包含：將具有磺酸根離子的一離子單體或一離子聚合物、一環氧樹脂和溶劑進行混合，並加熱進行反應，以形成一第一混合溶液，其中所述離子單體或所述離子聚合物的分子結構末端為羥基或酸基，而形成的第一混合溶液包含具有所述磺酸根離子的一離子化合物。環氧樹脂的導入可以增加交聯點。接著，離子交換樹脂的製備方法更包含：將上述製得的第一混合溶液與一架橋劑均勻混合，以形成一包含一離子交換樹脂之第二混合溶液後，塗佈於基材並進行交聯反應以生成離子交換膜。

在一些實施例中，離子單體、離子聚合物或環氧樹脂的材料如前述，在此不再重述。在一些實施例中，溶劑例如是二甲基乙醯胺(N,N-Dimethyl acetamid，DMAC)、或其他任何合適的溶劑。

以下係提出其中一種離子交換樹脂的製備方法，以做示例說明之用。

在一些實施例中，可先將溶劑、如前述的二元醇或三元醇以及酸酐混合。之後，並加熱至第一溫度下進行反應，以製得具有離子聚合物的溶液一些實施例中，第一溫度為約100℃~約140℃，例如約130℃。而所得到的所述離子聚合物係為末端為羥基或酸基，且具有磺酸根離子的離子聚合物。

之後，環氧樹脂以及適當溶劑混合後，再加入製得的具有離子聚合物的溶液進行混合，並加熱至第二溫度下進行反應，以形成第一混合溶液。一些實施例中，第二溫度低於第一溫度。一些實施例中，第二溫度為約80℃~約100℃，例如約90℃。反應後回到室溫，此時所形成的第一混合溶液中包含具有多個架橋點的離子型聚合物。

接著，將上述製得的第一混合溶液與一架橋劑混合，例如攪拌混合，以形成一第二混合溶液。所製得的第二混合溶液包含離子交換樹脂，例如是包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。一些實施例中，還可加入混合助劑與第一混合溶液和架橋劑一起攪拌混合。混合助劑例如是高分子型聚合物類助劑、聚醚改性有機矽類助劑、或上述之組合。在室溫下或加溫進行交聯反應以形成離子交換樹脂。

以下，係以分子結構末端具有羥基或酸基的磺酸鹽聚酯與環氧樹脂和架橋劑進行反應為例，說明本揭露其中一種合成離子交換樹脂的方法。在一些實施例中，具有式(I)所示結構的磺酸鹽聚酯先與環氧樹脂進行反應，形成具有磺酸根離子的離子化合物，反應式表示如下：

接著，在一些實施例中，再將具有磺酸根離子的離子化合物與架橋劑(表示為

)進行反應，形成網路結構狀的離子交換樹脂，反應式表示如下：

根據上述本揭露之實施例，具有磺酸根離子的離子單體或離子聚合物適合於離子交換膜材的應用。環氧樹脂的導入提高了膜材的耐化性以及形成多個交聯點的離子化合物。之後，使多個交聯點的離子化合物搭配架橋劑，交聯後可形成網路結構。最終製得的離子交換樹脂仍保有原材料的優點，且可提升膜材強度、耐化性、降低膜材之膨潤性並保有高性能離子選擇性。

再者，根據本揭露一些實施例，亦提出一種離子交換樹脂膜材，包含一基材，以及如上述之離子交換樹脂固化於基材上。一些實施例中，基材例如是一玻纖布、或其他適合用來含浸塗佈包含離子交換樹脂之塗料的材料。

在一些實施例中，可將上述製得的第一混合溶液與一架橋劑混合，形成包含有離子交換樹脂的第二混合溶液，其中第二混合溶液包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。之後，提供一基材，將第二混合溶液含浸塗佈於基材處，並進行固化製程，例如烘烤製程，以形成一硬化膜。因此，製得的硬化膜包含實施例離子交換樹脂。

一些實施例中，上述烘烤製程可分為不同溫度的兩階段進行。例如，將第二混合溶液含浸塗佈於基材後，在第一階段中先於第三溫度下持續烘烤一段時間，接著進行第二階段，在第四溫度下再持續烘烤一段時間，以製得包含離子交換樹脂的一硬化膜。一些實施例中，第四溫度高於第三溫度。例如一示例中，在150℃(第三溫度)的溫度下烘烤10分鐘以及在180℃(第四溫度)的溫度下間烘烤30分鐘。值得注意的是，第三溫度的溫度範圍、第四溫度的溫度範圍以及經過兩階段烘烤在膜材上所累積的熱能，需以不影響離子交換樹脂的結構和特性為主。

根據本揭露所製得的離子交換樹脂組合物或包含離子交換樹脂的膜材，係具有低膨潤性之特性，可應用於例如電透析(ED,electrodialysis)技術中，以作為電透析模組的陽離子交換膜，解決目前使用的離子交換膜材膨潤性過高的困難，並且提升交換性能。

為了讓本揭露之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個實施例和比較例說明離子交換樹脂的製備。並且將該些例子中包含離子交換樹脂之溶液塗佈於基材上並硬化成包含離子交換樹脂之膜材，並對些膜材進行數項檢測，以進行膜材的特性分析。

另外，實施例中所進行的各個膜材特性分析，其檢測方式係先簡述如下。而於後續數個實施例和比較例中關於膜材檢測的方式則不再一一重述。

耐化性(酸鹼值pH2與pH12測試)

取4cm x 1cm大小的樣品，放入酸鹼值pH2的HCl溶液中，並以肉眼觀察樣品上膜材的完整性，以及溶液中是否有顏色溶出。

將4cm x 1cm大小之樣品，放入酸鹼值pH12之NaOH溶液中，並以肉眼觀察樣品上膜材的完整性，以及溶液中是否有顏色溶出。

膨脹率(%)

取4cm x 1cm大小的樣品，利用針筆於膜材表面畫約3公分長之直線，接著使用游標卡尺量測此直線的長度並記錄，作為乾膜尺寸量值。再將此樣品浸泡於0.5M NaCl溶液24小時，取出後擦乾，量測浸泡後此直線的長度並計算其變化量。以浸泡前後直線的長度變化量作為材料膨脹率，計算公式如下。

材料膨脹率的計算公式

離子選擇性(permselectivity，%)

將3cm x 3cm大小之樣品，浸泡於0.5M NaCl溶液中24小時，測試前將其表面擦乾，以SP300(Bio-Logic Science)機台進行離子選擇性測試。

電透析試驗基本操作條件-離子脫鹽率%

將水樣使用1,000mg/L NaCl(aq)放入小型試驗電透析模組中進行脫鹽試驗，而極水槽使用1,200mg/L Na₂SO₄(aq)給予循環，其離子交換膜有效面積：192cm²，掃流速度設定3cm/sec。量測淡室與濃室的導電度隨時間變化，離子脫鹽率=(淡室初始導電度-淡室兩小時後導電度)/淡室初始導電度*100%。

實施例1

取70重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ48，購自Eastman)與2重量份之乙二醇與102.5重量份之二甲基乙醯胺(DMAC)混合後，加入7.72重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(benzene-1,2：4,5-tetracarboxylic dianhydride；PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將20重量份的環氧基化合物(環氧當量EEW：215克數/當量)溶於20重量份的二甲基乙醯胺中，再加入上述之具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應2小時，降至室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g的上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.85g的酚醛類的架橋劑(型號PR722，購自Allnex)與適量的混合助劑以利塗佈(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

將製得的第二混合溶液以含浸方式塗佈於約90μm厚度的一玻纖布基材上(含浸塗佈機塗佈速度4.9cm/min)，在溫度約150℃烘烤10分鐘和在溫度約180℃間烘烤30分鐘，以硬化成包含離子交換樹脂之膜材。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率7.11%(浸泡0.5M食鹽水24小時)，浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(3)膨脹率為0.2%；(4)離子選擇性為97.2%；(5)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象，浸泡1M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；以及(6)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例1中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。再者，實施例1所製得的膜材，其膨脹率極低，僅有0.2%，因此確實具有低膨潤的特性。另外，實施例1所製得的膜材亦具有優異的離子選擇性，而且也具有十分良好的電透析(ED)離子脫鹽率，因此適合作為離子交換膜之用，應用於模組操作中也不易因膨脹而變形。

實施例2

取80重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ55S，購自Eastman)與2重量份之乙二醇與107重量份之二甲基乙醯胺(DMAC)混合後，加入1.93重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將18重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：215克數/當量)溶於25重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應2小時，然後降至室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g之上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.85g之酚醛類的架橋劑(型號PR722，購自Allnex)與適量的混合助劑以利塗佈(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂組成物。

將製得的第二混合溶液以含浸方式塗佈於約90μm厚度的一玻纖布基材上(含浸塗佈機塗佈速度4.9cm/min)，在溫度約 150℃烘烤10分鐘和在溫度約180℃間烘烤30分鐘，以硬化成包含離子交換樹脂之膜材。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率1.55%(浸泡0.5M食鹽水24小時)，浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(3)膨脹率為0.43%；(4)離子選擇性為93.9%；(5)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象，浸泡1M氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；以及(6)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例2中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。再者，實施例2所製得的膜材，亦具有低膨脹率0.43%，因此確實具有低膨潤的特性。另外，實施例2所製得的膜材亦具有良好的離子選擇性和ED離子脫鹽率，因此適合作為離子交換膜之用，應用於模組操作中也不易因膨脹而變形。

實施例3

將18重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：215克數/當量)溶於25重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應2小時，降至室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g的上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.64g之氨基系的架橋劑(美耐皿)(型號Cymel 1158-Melamine，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)以利塗佈，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率2.54%(浸泡0.5M食鹽水24小時)，浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(3)膨脹率為0.26%； (4)離子選擇性為93%；(5)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；以及(6)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例3中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。再者，實施例3所製得的膜材，具有極低膨脹率，僅有0.26%，因此確實具有低膨潤的特性。另外，實施例3所製得的膜材亦具有良好的離子選擇性和ED離子脫鹽率，因此適合作為離子交換膜之用，應用於模組操作中也不易因膨脹而變形。

實施例4

取88重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ48，購自Eastman)與2重量份之乙二醇與119重量份之二甲基乙醯胺混合後，加入3.10重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將5重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：177克數/當量)溶於5重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述之具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應1小時後，再加入17重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：180克數/當量)溶於17重量份二甲基乙醯胺溶液，在溫度90℃下反應2小時，降至室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g之上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.83g之氨基系的架橋劑(美耐皿)(型號Cymel 303LF-Melamine，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)以利塗佈，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率5.77%(浸泡0.5M食鹽水24小時)，浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(3)膨脹率為0.1%；(4)離子選擇性為92.7%；(5)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；以及(6)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例4中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。再者，實施例4所製得的膜材，具有極低的膨脹率，僅有0.1%，因此確實具有極低膨潤的特性。另外，實施例4所製得的膜材亦具有良好的離子選擇性和ED離子脫鹽率，因此適合作為離子交換膜之用，應用於模組操作中也不易因膨脹而變形。

實施例5

取70重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ48，購自Eastman)與2重量份之乙二醇與119重量份之二甲基乙醯胺混合後，加入3.10重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將5重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：350克數/當量)溶於5重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應1小時，再將17重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：180克數/當量)溶於17重量份二甲基乙醯胺中加入，90℃下反應2小時回到室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g的上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.85g之氨基系的架橋劑(美耐皿，Melamine)(型號Cymel 303LF，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)以利塗佈，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

將製得的第二混合溶液以含浸方式塗佈於約90μm厚度的一玻纖布基材上(含浸塗佈機塗佈速度4.9cm/min)，在溫度約130℃烘烤5分鐘、在溫度約150℃間烘烤5分鐘和在180℃間烘烤60分鐘，以硬化成包含離子交換樹脂之膜材。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率15.54%(浸泡0.5M食鹽水24小時)；(3)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象，浸泡1M氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；以及(4)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例5中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。因此，實施例5所製得的膜材可通過化性測試，可作為離子交換膜之用。

實施例6

取88重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ55S，購自Eastman)與2重量份之乙二醇與107重量份之二甲基乙醯胺混合後，加入2.98重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將12重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：177克數/當量)溶於12重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應1小時，再將5.6重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：180克數/當量)溶於5.6重量份二甲基乙醯胺中加入，90℃下反應2小時回到室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g之上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.52g之氨基系的架橋劑(美耐皿，Melamine)(型號Cymel 303LF，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)以利塗佈，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

將製得的第二混合溶液以含浸方式塗佈於約90μm厚度的一玻纖布基材上(含浸塗佈機塗佈速度4.9cm/min)，在溫度約130℃烘烤5分鐘、在溫度約150℃間烘烤5分鐘和在180℃間烘烤30分鐘，以硬化成包含離子交換樹脂之膜材。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率14.65%(浸泡0.5M食鹽水24小時)，浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(3)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；以及(4)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例6中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。因此，實施例6所製得的膜材可通過化性測試，可作為離子交換膜之用。

實施例7

(a)取88重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ55S，購自Eastman)與2重量份之乙二醇與120重量份之二甲基乙醯胺混合後，加入2.3重量份之BES-Na(CAS 66992-27-6)混合溶解後，加入2.42重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將12重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：177克數/當量)溶於12重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應1小時後，再加入5重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：180克數/當量)溶於5重量份二甲基乙醯胺溶液，在90℃下反應2小時，回到室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g之上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.52g之架橋劑(美耐皿，Melamine)(型號Cymel 303LF，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)以利塗佈，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率10.87%(浸泡0.5M食鹽水24小時)無溶出現象；(3)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象，浸泡1M(pH14)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；以及(4)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象，浸泡1M(pH0)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例7中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。因此，實施例7所製得的膜材可通過化性測試，可作為離子交換膜之用。。

實施例8

取50重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ55S，購自Eastman)與69.5重量份之二甲基乙醯胺混合溶解後，加入1.32重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將30重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：650克數/當量)溶於30重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應2小時後，降至室溫後，可得到第一混合溶液。此第一混合溶液為一醇酸樹脂均相溶液，是一種流動性的深琥珀色液體。

取10g之上述第一混合溶液(深琥珀色液體)添加0.81g之氨基系的架橋劑(美耐皿，Melamine)(型號Cymel 303LF，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)以利塗佈，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

將製得的第二混合溶液以含浸方式塗佈於約90μm厚度的一玻纖布基材上(含浸塗佈機塗佈速度4.9cm/min)，在溫度約150℃間烘烤10分鐘和在180℃間烘烤30分鐘，以硬化成包含離子交換樹脂之膜材。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率3.18%(浸泡0.5M食鹽水24小時)，浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(3)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例8中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。因此，實施例8所製得的膜材可通過化性測試，可作為離子交換膜之用。

實施例9

取10g固含量50w%之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ55S，購自Eastman)的溶液(其中磺酸鹽聚酯AQ55S與二甲基乙醯胺以1比1預溶)，加入4.8g固含量50w%之環氧基化合物(環氧當量EEW：650克數/當量)，以類似上述實施例之方式進行反應，可得到第一混合溶液。

取第一混合溶液並添加3.13g之氨基系的架橋劑(美耐皿，Melamine)(型號Cymel 1158，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)以利塗佈，攪拌片刻後形成第二混合溶液。第二混合溶液中包含固含量約40%~60%的離子交換樹脂。

將製得的第二混合溶液以含浸方式塗佈於約90μm厚度的一玻纖布基材上(含浸塗佈機塗佈速度4.9cm/min)，在溫度約120℃烘烤20分鐘和在溫度約180℃間烘烤90分鐘，以硬化成包含離子交換樹脂之膜材。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率7.13%(浸泡0.5M食鹽水24小時)；(3)浸泡0.5M食鹽水24小時無溶出現象；以及(4)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象。

因此，實施例9中所製得的包含離子交換樹脂的膜材，除了膜材完整，沒有破損，還通過了耐化性測試，例如在食鹽水或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。因此，實施例9所製得的膜材可通過化性測試，可作為離子交換膜之用。

比較例1

取市售之一種陽離子交換膜(F)(型號Type 2，購自日本Fuji)，並對其進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(2)膨脹率為2.5%；(3)離子選擇性為98.4%；(4)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；(5)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，市售之陽離子交換膜(F)亦通過耐化性測試，也具有良好的離子選擇性。然而，此市售之陽離子交換膜(F)的膨脹率為2.5%，而根據本揭露所製得的包含實施例之離子交換樹脂的膜材，其膨脹率低於1%，例如實施例1-9中，膨脹率均小於0.5%。因此，應用市售之陽離子交換膜(F)於模組操作中容易有膨脹變形的問題。

比較例2

取市售之一種陽離子交換膜(S)(型號EI-A-200400-H，購自松橋)，並對其進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)浸泡0.5M食鹽水無溶出現象；(2)膨脹率為4.5%；(3)離子選擇性為91.7%；(4)浸泡0.01M(pH12)氫氧化鈉水溶液24小時無溶出現象；(5)浸泡0.01M(pH2)鹽酸水溶液24小時無溶出現象。

因此，市售之陽離子交換膜(S)亦通過耐化性測試，也具有良好的離子選擇性。然而，此市售之陽離子交換膜(S)的膨脹率高達4.5%，而根據本揭露所製得的包含實施例之離子交換樹脂的膜材，其膨脹率均低於1%，例如實施例1-9中，膨脹率小於0.5%。因此，應用市售之陽離子交換膜(S)於模組操作中容易有膨脹變形的問題。

比較例3

取15.7重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ48，購自Eastman)與26.7重量份之二甲基乙醯胺混合溶解後，加入6.79g之酚醛類的架橋劑(型號PR722，購自Allnex)與適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)，攪拌片刻後即得固含量40~60%塗料。

將製得的上述塗料含浸塗佈於不織布基材上，在溫度約150℃烘烤30分鐘和溫度約180℃烘烤60分鐘，以硬化成膜。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，其外觀有點皺縮，有光澤；(2)吸鹽水率68.62%(浸泡0.5M食鹽水24小時)；(3)浸泡0.01M氫氧化鈉水溶液24小時，膜出現崩潰現象；(4)浸泡0.01M鹽酸水溶液24小時，膜出現崩潰現象。

比較例3中未使用如實施例之環氧基化合物(例如環氧樹脂)，因此比較例3所製得的膜材，其外觀不平整，膜材的強度弱，也無法通過耐化性測試。

比較例4

取50重量份之末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯(型號AQ48，購自Eastman)與69.5重量份之二甲基乙醯胺混合溶解後，加入1.32重量份之1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)形成溶液。將溶液加熱至130℃反應3小時，以製得具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，然後降溫至90℃。

將29.41重量份之環氧基化合物(環氧當量EEW：215克數/當量)溶於29.41重量份二甲基乙醯胺中，再加入上述具有離子聚合物的溶液(第一中間物)，加熱至90℃下反應2小時，回到室溫後，可得到一醇酸樹脂均相溶液(如流動性的琥珀色液體)。

取10g之上述深琥珀色液體添加適量之混合助劑(混合高分子型聚合物類助劑與聚醚改性有機矽類助劑)，攪拌片刻後即得固含量40~60%的塗料。

將上述製得的固含量40~60%的塗料含浸塗佈於90μm厚度的玻纖布基材上(含浸塗佈機塗佈速度4.9cm/min)，在溫度約150℃烘烤10分鐘和溫度約180℃烘烤60分鐘，以硬化成膜。

接著，對所形成的硬化膜進行數項檢測，且檢測結果如表1所示，並說明如下：(1)肉眼觀察所形成的硬化膜，在外觀上平整有光澤；(2)吸鹽水率39.82%(浸泡0.5M食鹽水24小時)，然而用來浸泡的0.5M食鹽水出現白化現象(膜材有溶出現象)；(3)浸泡0.01M氫氧化鈉水溶液24小時，膜出現崩潰現象；(4)浸泡0.01M鹽酸水溶液24小時，膜出現崩潰現象。

比較例4中未使用如實施例之架橋劑。比較例4所製得的膜材即使外觀平整，但仍無法通過耐化性測試。

綜合上述，本揭露實施例所提出的離子交換樹脂係由一離子單體或一離子聚合物、一環氧樹脂以及一架橋劑反應而成，其中離子單體或離子聚合物的分子結構末端為羥基或酸基。其中，令離子單體或離子聚合物先與一環氧樹脂反應，而形成具有多個架橋點的一離子化合物。之後再使具有多個架橋點的離子化合物與架橋劑進行反應，以形成網狀結構的離子交換樹脂，提高其耐化性。因此，根據本揭露所提出的離子交換樹脂及其製備方法可以形成特性優異的膜材，例如形成的膜材具有平整且沒有破損的外觀，亦可通過了多項耐化性測試，例如在食鹽水、酸性水溶液或鹼性水溶液中浸泡24小時，皆無溶出現象。再者，根據本揭露實施例所提出的離子交換樹脂而製成的膜材，具有極低膨潤的特性，例如膜材的膨脹率在1%以下。一些實施例中，膜材的膨脹率在0.5%以下，甚至低至0.1%。因此，相較於目前市售膜材的膨脹率高達2.5%、4.5%，實施例所提出的離子交換樹脂大幅度地改進了製得膜材的膨脹率。再者，根據實施例所製得的膜材亦具有良好的離子選擇性和ED離子脫鹽率。因此，根據本揭露實施例例所提出的離子交換樹脂而製成的膜材，具有強度強、耐化性佳、高離子選擇性以及膨脹率極低等良好的特性，適合作為離子交換膜之用，應用於電透析模組操作中也不易因膨脹而變形。

雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的組成及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露一些實施例之揭示內容中理解現行或未來所發展出的組成及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露一些實施例使用。

Claims

一種離子交換樹脂，該離子交換樹脂係由包括一架橋劑以及具有磺酸根離子的一離子化合物反應而成，其中該離子化合物是由具有所述磺酸根離子且分子結構末端為羥基或酸基的離子單體或離子聚合物與一環氧樹脂反應而成，其中，在所述離子交換樹脂中，該離子化合物的所述離子單體或所述離子聚合物佔40-80重量份，所述環氧樹脂佔15-25重量份，且該離子交換樹脂具有一網狀結構。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中在所述離子交換樹脂中，所述架橋劑佔5-15重量份。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中所述離子聚合物係具有式(I)所示結構，
其中，R、R’、R”獨立的為C₁-C₈烷基、C₃-C₈環烷基、C₆-C₁₀苯基、C₁-C₈烷氧基、C₁-C₈烷氧烷基、C₇-C₈苯氧基烷、或C₁-C₈醇醚；m為1-500的整數；n為1-500的整數。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中所述離子聚合物係為末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯，其中所述磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-15000的範圍。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中所述環氧樹脂具有2個或2個以上的官能基。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中所述環氧樹脂的環氧當量為150~800克數/當量(g/eq)。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中所述環氧樹脂的環氧當量為150~650克數/當量(g/eq)。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中所述架橋劑為酚醛系、氨基系、二異氰酸酯系、或前述之組合。
如申請專利範圍第8項所述之離子交換樹脂，其中所述氨基系架橋劑包含美耐皿(Melamine)、一級銨鹽、二級銨鹽、或前述之組合。
如申請專利範圍第1項所述之離子交換樹脂，其中所述架橋劑具有2個或2個以上的官能基。
一種離子交換樹脂膜材，包含如申請專利範圍第1-10項任一項所述之離子交換樹脂固化而成。
一種如申請專利範圍第11項所述之離子交換樹脂膜材，更包括一基材。
一種離子交換樹脂的製備方法，包含：混合具有磺酸根離子的一離子單體或一離子聚合物、一環氧樹脂和溶劑，並加熱進行反應，以形成一第一混合溶液，其中所述離子單體或所述離子聚合物的分子結構末端為羥基或酸基，而形成的所述第一混合溶液包含具有所述磺酸根離子的一離子化合物；綜合所述第一混合溶液與一架橋劑，以形成一第二混合溶液；以及使所述第二混合溶液的所述離子化合物與所述架橋劑進行一交聯反應，以形成一離子交換樹脂，其中在所述離子交換樹脂中，所述離子化合物中的所述離子單體或所述離子聚合物係佔40-80重量份，所述環氧樹脂係佔15-25重量份。
如申請專利範圍第13項所述之離子交換樹脂的製備方法，其中在所述離子交換樹脂中，所述架橋劑佔5-15重量份。
如申請專利範圍第13項所述之離子交換樹脂的製備方法，其中係以所述離子聚合物與所述環氧樹脂和所述溶劑混合，且所述離子聚合物具有式(I)所示結構，
其中，R、R’、R”獨立的為C₁-C₈烷基、C₃-C₈環烷基、C₆-C₁₀苯基、C₁-C₈烷氧基、C₁-C₈烷氧烷基、C₇-C₈苯氧基烷、或C₁-C₈醇醚；m為1-500的整數；n為1-500的整數。
如申請專利範圍第13項所述之離子交換樹脂的製備方法，其中所述離子聚合物包含分子結構末端為羥基或酸基的磺酸鹽聚酯，所述磺酸鹽聚酯的重量平均分子量在5000-15000的範圍。
如申請專利範圍第13項所述之離子交換樹脂的製備方法，其中所述環氧樹脂的環氧當量為150~800克數/當量(g/eq)。
如申請專利範圍第13項所述之離子交換樹脂的製備方法，其中所述環氧樹脂的環氧當量為150~650克數/當量(g/eq)。
如申請專利範圍第13項所述之離子交換樹脂的製備方法，其中所述架橋劑為酚醛系、氨基系、二異氰酸酯系、或前述之組合。